JPS5938103A - ラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はラジアルタイヤに関する。

近年自動車性能の向上、高速道路網の拡大などによって
自動車が高速化され、高速に耐える自動車用タイヤとし
てタイヤのプレーカ一層にはスチールコードが広く使用
されている。従来、プレーカ一層に使用されているスチ
ールコードｉ、４〜６本のスチールワイヤからなる素線
をコンパクトに撚り合わせたものが一般的であった。例
えば、第１図のスチールコードは４本の素線１を撚り合
わせたものであり、第２図のスチールコードに１木の芯
素線２のまわりに６木の側素線３を撚り合わせたもので
ある。上記第１図、第２図に示すように、素線同士を互
いに密接するように撚り合わせたスチールコードは、そ
の内部に密閉された空隙４または５が形成される。そし
てこのようなスチールコードをプレーカ一層のゴム中に
埋設すると、上記の密接された空隙４．５にはゴムが充
填されないため、ラジアルタイヤのトレッド部が外傷な
どによって損傷されてその損傷部から水がスチールコー
ドにまで侵入した場合、水はスチールコートの上記空隙
を伝わって広がってスチールコードにさびが発生し、こ
のさびによってブレーカ一層間が剥離し易くなる。また
素線同士は互いに密接しているために、素線同士間の摩
擦、いわゆるフレツチング現象によって素線が摩耗し、
耐疲労性が低下する。更に素線同士がコンパクトに密接
しているためにスチールコードの外径ｒｒｉ則＜なって
タイヤのトレッド部をスチールコードで十分に覆うもの
でないため、タイヤに刺さった釘がスチールコードによ
って妨害されることなく奥深くまで侵入してタイヤを損
傷させることがあった。

上記の欠点を除去するものとして、先にこの出願人は、
第３図に示すように、１本の芯素線６の外周に、少なく
とも３本の側素線７を互いに自由空間８を有するように
奉伺けた自動車タイヤ用スチールコードを提案した（特
開昭５６−３１０９０号公報参照）。しかしながら、上
記提案のスチールコードは、芯素線の外周に側素線を巻
付けて撚り合わせるときに、側素線が滑って位置がずれ
易いために部分的に撚りピッチにむらを生ずることがあ
り、またスチールコードに撚り合わせたときは正常な断
面構造であっても、トッピング、裁断、成型、加硫など
のタイヤ製造工程を経過するうちに、第４図に示すよう
にゴムＧ中の断面形状が型くずれして側素線７．７間の
自由空間８がなくなると共に密閉された空隙９が生成し
、さび発生により剥離や疲労によるタイヤ損傷をおこす
という問題があることを知った。特に炭素含有量０．７
５〜０．８５重量％のスチールフィラメントからなり、
スチールコードが式 ％式％ （上式中、Ｄｆｌスチールフィラメントの直径＋１１１
１１゜Ｎはスチールフィラメントの本数、Ｗはスチール
コードｌ　ｍ当りの重さｆ、ＴＳは引張強力ｋｑにして
分母の７．８６は鉄の比重を示す）で算出される引張強
力を有する高強力スチールコードヲ便用する場合には、
コードの靭性が劣化することがある。

また、有機繊維を芯素線とし、この芯素線の外周に、３
〜５本の側素線を互いに自由空間を有するように巻付け
たスチールコード（国際公開ＷＯ３０／２５７２号）が
知られているが、このスチールコードも前述したと同様
な間穎がある。

更に、あらかじめゴムで被覆されたスチールフィラメン
ト単線を複数本互いに撚り合わせてなる補強層スチール
コード（実開昭５６−７０８０４号公報参照）が知られ
ているが、上記公知のスチールコードは、上記第２図に
示すように、側素線に自由空間を有するものではなく、
また側素線および芯素線のすべてがゴムで被覆されてい
るものであるために素線間の摩擦が大きくなって撚り合
わせるときに各素線の位置決めが困難になる問題がある
。

一方、自・動車が高速走行すると、タイヤの高速回転に
より生ずる遠心力が作用してタイヤ外周が膨張されるが
、ブレーカ一層の幅方向の両端部における膨張が大きい
ために、応力集中によってヌチールコード端部とゴムと
の剥離を生ずると共に、乗心地が悪いという問題がある
。

この発明は上記の問題を解決するために、１本の合成繊
維フィラメントを芯素線とし、この芯素線のみに有機高
分子物質からなる被覆層を設けると共に、ブレーカ一層
の両端部外周に合成繊維フィラメント糸からなる補強糸
層をタイヤ円周方向に配置したものである。

すなわちこの発明は、ブレーカ一層がスチール層を有す
る１本の合成繊維フィラメントを芯鋼゛線！とし、該芯
素線の外周に、少なくとも３木のスチールフィラメント
を互いに自由空間を有するように巻付けたものであり、
かつ上記プレーカ一層の両端部外周に、引張モジュラス
２５０〜５０００　ｋＱ／ｒｔｌｔの合成繊維フィラメ
ント糸からなる補強糸層をタイヤ円周方向に配置したこ
とを特徴とするラジアルタイヤである。

この発明におけるスチールコードの例を第５図によって
説明すると、芯素線６ば１本の合成繊維フィラメン）６
ａの外周に、有機高分子物質からなる被覆層６　’ｂが
形成され、該芯素線６の外周にスチールフイラメンｌ〜
からなる４本の側素線７が巻付けられ、該側素線７，７
間には自由空間８が形成されている。

またこの発明にかかるラジアルタイヤの例を第６図によ
って説明すると゛、・ｌＯｕタイヤの直径方向の中心線
Ｃに対【−で直角にコードが配置されているカーカス層
、１１は該カーカス層ｌＯの中央部外周において上記中
心線Ｃに対して１５〜３０度の角度をもって互いに交差
するようにスチールコードが配置された２枚のプライか
らなるブレーカ一層、１２に該ブレーカ一層１１の幅方
向の両端部外周に設けた補強糸層であって、この補強糸
層１２は合成繊維フィラメント糸１２ａがタイヤ円周方
向に巻付けられたものである。

芯素線６を形成する合成繊維フイラメン）６ａに、ポリ
エステル、ナイロン、ビニロン、芳香族ポリアミド等か
らなるモノフィラメントである。

芯素線６の被覆層６ｂを形成する有機高分子物質は、天
然ゴム、合成ゴムからなるトツピングコ５ム、またはレ
ゾルシノールホルムアルデヒド樹脂系接着剤等である。

被覆層６ｂは上記有機高分子物質の溶液または溶融液に
合成繊維フィラメントを浸漬し、引上げたのちに乾燥ま
たは冷却することによって形成される。被覆層の厚みば
０．０１〜ｏ、　０７　ｍｍが好ましく、厚みが０．０
１朋未満であるとスチールコードの撚合工程中に被覆層
が剥落し易く、また厚みが０．０７　ｍｍを越えるとト
ツビンク゛工程中に被覆層がローラなどに粘着し、ヌチ
ールコードを引き出すときに大きな力を要し、かつトッ
ピングしたコードすだれがそり返りを生じて裁断工程、
タイヤ成型工程の能率が低下することがある。

上記第５図の例では、合成繊維フィラメントとスチール
フィラメントとは同じ太さのものを示したが、両フィラ
メントの太さは同じでなくてもよい。

側素線の本数に、少なくとも３本であり、側素線が１＊
またけ２本である場合はスチールコードの形状が不安定
となる。芯素線と側素線との太さが同じである場合は、
側素線の本数は３〜５木であり、側素線が６木の場合は
、前述した第２図の横通となって側素線同士の間に自由
空間が形成さ゛れない。芯素線が側素線より太い場合に
は、側素線の本数を６本以上としても自由空間を形成す
ることができる。

側素線の間に形成される自由空間Ｇは次式で算Ｇ　＝　
（（１＋Ｄ　）Ｓｉｎ　−−り、　　　Ｎ 上式中、ｄに被覆層を含む芯素線の直径ｙｔｎｌ、Ｄに
側素線の直径ｙｎｍ、Ｎは側素線本数である。上記自由
空間Ｇｕ□、０３朋以上であることが好ましい。

この発明の補強糸層１２を形成する合成繊維フィラメン
ト糸１２ａは、引張モジュラスが２５０〜５０００／ｃ
ｑ／−であり、２５０　ｋｌｊ／−未満であるとプレー
カ一層両端部の変形を抑制する効果が得られず、また５
０００ｋＱ／−を越えると補強糸とゴム層との間の剥離
を生ずると共に疲労破壊し易くなるので好ましくない。

この合成繊維フィラメント糸としては、ナイロン、芳香
族ポリアミド（商品名ケブラー）などが好ましく、これ
らフィラメント糸は撚糸であってもよく、また太さは０
．２５〜ｌ、ＱＩＩＦＩＩＩの範囲が好丑しい。この補
強糸層は、上記フィラメント糸をスダレ織りとして使用
してもよい。補強糸層は、上記のトッピングゴムまたけ
レゾルシノールホルムアルデヒド樹脂系接着剤にあらか
じめ浸漬ｌ−乾燥して使用される。補強糸層はそのフィ
ラメント糸がタイヤ円周方向に並列するように配置され
るが、タイヤ円周方向に対して１Ｏｆｆ以下の角度をも
って配置されてもよい。補強糸層は、上記第６図に示す
ように、プレーカ一層の端部を完全に覆うように設けら
れる。この発明においてに、ブレーカ一層が釘などによ
って損傷されても、その損傷部からスチールコード内に
水が侵入してスチールコードがさびて消失されることが
ないので、補強糸層を上記ブレーカ一層の全幅を覆う必
要はなＩ／−１ｏまた補強糸層としてスチールフィラメ
ントを使用することが考えられるが、この場合はタイヤ
重量が重くなるので好葦ｔ、、　＜ない。

以下にこの発明の詳細な説明する。

実施例 （１）スチールコード 芯素線として、ナイロン七ノフィラメント（４４０デニ
ール１．直径０．２３５騎）の外周に、厚み０．０３ｆ
ｆｌ付着量１０重量％）のトッピングゴムからなる被覆
層を有するものを使用した。側素線とｔ、テ、５Ｗ１）
＜Ｓ　８２Ａ　’Ｅ　ｆｃ　ｌｄ　５ＷＦｒＳ　７２Ａ
　ノ直径０．２５ｍｍのスチールワイヤに、銅６３、亜
鉛３７０割合の１７んち圀）つめつきを施したものを使
用した。上ＪＩＪ１本の芯素線と４木のイル１素線とを
コード撚りピッチｌＯｒｔｔｍで撚り合わせて第５図の
断面形状を有するスチールコードを製造した。なお比較
のために、芯素線に被覆層を有］−ない第３図のスチー
ルコード、および芯素線のない第１図のスチールコード
ｋｍ造した。これらスチールコードの性能を下記第１表
に示す。　　　　　　　　（以下余白）第１表 第１表中の耐衝撃性は、各コードの剪断衝撃エネルギー
を測定し、コード記号Ｅ　’ｋ　１００としたときの比
率で示した。剪断衝撃エネルギーは、試料９、５　ｃｍ
の中央にシャルピー型衝撃試験機によって、ハンマ一部
が６０度の角度で刃先曲率０．４５ＷＩｎの刃を有し、
アーム長さ５０ｃｍ、ハンマー重量８００ｇとして測定
した値を次式によって計算したものである。

上式において、Ｗはハンマー重量（ｋ！７）　、　Ｌは
アーム長さくｃｍ）、θは試刺破壊後のアーム振角度、
６゜に試料を取付けない時のアーム振角度、４は試料長
（ｃｍ）　、Ｓは試料断面積（ＣＪ）を示す。

１だ自由空間のうち計算値は、前記式による算出値ＣＧ
）で′あり、巻返しＥ＋Ｊ、後の値は、スチールコード
を、一方のリールから５個のプーリー（直径５　Ｑ　ｔ
ａｎ　）の間を直角方向に屈曲したジグザグ状に通して
他方のリールに巻返す操作を２０回繰返し、巻返□し前
、後のスチールコードをアクリル樹脂に埋設して側素線
間の自由空間を顕微鏡マイクロメータで測定したうちの
最大値を示したものである。自由空間が巻返しｍＪ、後
において大きく変化することに、側素線が変位してスチ
ールコードが形崩れすることを示すものであり、被覆層
のない比較例り、Ｅのコードに形崩れが大きいことを表
わしている。

（２）タイヤ 上記スチールコードをプレーカ一層とし、ポリエステル
コード（１５００（ＩＸ２　）？ｅ−カーカス層とし、
上記ブレーカ一層の両端部外周にナイロン糸（８４０ｄ
ｘ２、引張モジュラｙ、　５２ｏｋｑ／ｍ４　）からな
る補強糸層（幅Ｉｆｆ）を設けた１６５３Ｒ１Ｂの自動
車用ラジアルタイヤを製造した。上記ブレーカ一層のエ
ンド数は、側素線が５ＷＳＲ８２Ａのコードの場合２０
本／２．５４ｍ、５ＷＳＲ７２Ａの：＋　　ｌ’ｆ）場
合２３本／２．５４１であり、コードアングルは２０度
、プレーカ一枚数に２枚であり、また上記補強糸層はエ
ンド数が１３本／２．５４ｃ１ｎ、枚数が１枚であシ、
あらカシめレゾルシノールホルムアルデヒド樹脂系接着
剤で処理されている。

タイヤ製造に使用したゴム組成物は下記のとおりであり
、芯素線の鉄層？被覆層、トッピングゴムおよび補強糸
層もこのゴム組成物を使用した。

天然ゴム　　　　　　　　　　　　　１００部ＨＡＦ　
　　　　　　　　　　　　　　　５５ＺｎＯ７ ステアリン酸　　　　　　　　　　　　２トリメチルジ
ヒドロキノリン重合体　　　　　２Ｓｉｎ、Ｂ レゾルシン　　　　　　　　　　　　　２５メラミン誘
導体　　　　　　　　　　　２．５ナフテン酸コバルト
　　　　　　　　　２．５いおう　　　　　　　　　　
　　　　　　４シクロヘキシルベンズチアジルスルフエ
ンアミド　　　０．８（３１タイヤ性能試験 タイヤ性能試験は下記第２表に示す。

（以下余白） 第２表 上記表中のドラム高速耐久性に、空気圧２．１・・ｋｇ
／ｃｄ、荷重１００％でタイヤをドラム回転し、１２０
ｋｍ１時で３０分間回転後、３０分毎に１０＆屑／時の
割合で速度を増加してタイヤが故障したときの蓮度を示
した。

塩害ドラム試験、に、タイヤ内側からプレーカ一層に至
るまでの間に、直径３ＩＩ！ｌ１１のキリ孔をタイヤ円
周に等間、隔に８箇所あけ、このタイヤ中空部に５％食
塩水溶液を５００ＣＣ注入して、荷重ＪＩ３１００％、
タイヤ空気圧１．７　ｋｇｌｃｔ＆、ドラム走行速度４
０ｋｍ１時でドラム回転試験を行なった。本発明のもの
は走行距＠、１７０００／ｌ：肩に至るまでタイヤ破損
がみられなかったが、比較例は走行距ＩＩＩ　２１００
　ｋｍでタイヤが破損し、その原因はスチールコードの
さび発生によるものであった。

塩害テストコー・ヌ゛試験は、タイヤ外側からブレーカ
一層に至る萱での間に、直径３ｍｍのキリ孔をタイヤ円
周に等間隔に８箇所あけ、このタイヤを取付けた自動車
を、４軸毎に長さ１ｏｙｎの塩水プール（５％食塩水溶
液）を設けたテストコースで速度８０ｂ／時で５０００
ｋｍで走行させ、しかるのちタイヤのア゛レーカ一層に
発生したさび面積の全ブレーカ一層面−に対する百分比
で示した。８字旋回試験は、半径３０　ｎｔの円形コー
スを２個接続した８字形旋回コースを、荷重ＪＩＳ　１
００％、タイヤ空気圧１．７　ｋｇ／ａｆｉのタイヤを
取付けた自動車を時速２５ｋｍで走行し、１００旋回毎
にタイヤを取外すしてブレーカ一層のスチールコードの
コード切れをＸ線写真撮影してコード切れを生じたとき
の旋回回数をもって示した。

５万ｋｍ剥離試験は、タイヤを５万ｋｍ走行したのち、
２枚のブレーカ一層の間をナイフで剥離し、ブレーカ一
層の側端部（エツジ部）およびブレーカ一層本体におけ
るコードの剥離部分の面積を測定し、タイヤＴ２’ｋ１
００とした各タイヤの面積比を示した。

ブレーカ−空気透過量は、成型タイヤがらスチールコー
ドを抜き出し、（３ｃｍに切断した１本のスチールコー
ドを長さ６Ｃｎ１１幅２．５α、厚み２．５　ｃｍのゴ
ムコンパウンドブロックの中心へ挿入したのち、圧力３
０　ｋｑ／ｃｌで加硫し、この加硫ブロックの畏さ方向
の両端をグラインダで研摩して長さを５Ｃ１ｎとし、し
かるのちブロックの一端へ圧力５　ｋｑ／ｃｒＡの圧縮
空気を圧入し、ゴムブロックの他端から流出される空気
量を流量計で測定した値である。

以上に説明したようにこの発明のラジアルタイヤは、タ
イヤ成型後においてもスチールコードは互いに自由空間
を有しており、塩害テストおよび８字旋回テストにおい
てもタイヤのコード切れが減少され、耐久性が向上し、
しかも５万ｋｒｎ走行時の剥離が著しく減少されている
。

【図面の簡単な説明】

第１Ｍおよび第２図は素線同士を互いに密接するように
撚り合わせた従来のスチールコードの断面図、第３図は
この発明の前提となるスチールコードのビ面図、第４図
に第３図のスチールコードがタイヤ中で型くずれした状
Ｂを示す断面図、第５図はこの発明におけるスチールコ
ードの例の断面図、第６図はこの発明のラジアルタイヤ
の一部断面図である。 ６：芯素線、６ａ：被覆層、７：側素線、８：自由空間
、１１：ブレーカ一層、１２：補強糸層。 特許出願人　　　東洋ゴム工業株式会社代理人　弁理士
　　　坂　野　威　夫 〃　　　　　〃　　　　　　　吉　　１）　了　　司第
１図 第２図゛ 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブレーカ一層がスチールコードからなるラジアル
   タイヤにお込で、該スチールコードは、外面に有機高分
   子物質からなる被覆層を有する１本の合成繊維フィラメ
   ントを芯素線とし、該芯素線ノ外周に、少なくとも３木
   のスチールフィラメントを互いに自由空間を有するよう
   に巻付は友もめであ、す、かつ上記プレーカ一層の両端
   部外周に、引張モジュラス２５０〜５０００　ｋｔｉ／
   −の合成繊維フィラメント糸からなる補強糸層をタイヤ
   円周方向に配置したことを特徴とするラジアルタイヤ。 系接着剤であり、その厚みが（１０１〜ｏ、ｏｒｔｍｔ
   である特許請求の範囲第１項記載のラジアルタイヤ。 〔３〕芯素線を形成する合成繊維フィラメントがナイロ
   ンモノフィラメントである特許請求の範囲第１項または
   第２項記載のラジアルタイヤ。 〔４〕側素線数が３〜５本である特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のいずれかにＰ載のラジアルタイヤ。 〔５〕側素線を形成するスチールフィラメントは。 炭素含有量が０．７５〜０．８５％であり、スチールコ
   ードが式 ％式％ （上式中、Ｄはスチールフィラメントの直径ｍｙ、Ｎは
   スチールフィラメントの本数、Ｗはスチールコード１ｍ
   当りの重さダ、ＴＳｉ−ｊ引張強力ｋＱＶｃＬ。 て分母の７．８６は鉄の比重を示す）で算出される引張
   強力を有するものである特許請求の範囲第１項ないし第
   ４項のいずれかに記載のラジアルタイヤ。 〔６〕補強糸層を形成する合成繊維フィラメント糸がナ
   イロンフィラメント糸である特許請求の範囲第１項ない
   し第５項のいずれかに記載のラジアルタイヤ。